Stoffaustausch

Stoffaustausch bezeichnet den Austausch von Substanzen zwischen Organismen und ihrer Umwelt bzw. zwischen verschiedenen Kompartimenten eines Organismus. Er ermöglicht die Aufnahme von Nährstoffen, den Gasaustausch, den Abtransport von Abbauprodukten und die Aufrechterhaltung des inneren Milieus (Homöostase).

Mechanismen: Diffusion, Osmose und erleichterte Diffusion – passive Transportprozesse, die entlang von Konzentrations- oder Druckgradienten ablaufen. Aktiver Transport nutzt Energie, um Substanzen gegen den Gradient zu bewegen. Größere Stoffmengen können durch Bulk-Transport (Endozytose, Exozytose) übertragen werden.

Bedeutende Systeme: Das Atmungs- und Kreislaufsystem arbeiten eng zusammen: Das Atmungssystem sorgt für Gasaustausch (O2-Aufnahme, CO2-Abgabe); das Kreislaufsystem verteilt Gase, Nährstoffe und transportiert Abbauprodukte. Das Verdauungssystem nimmt Nährstoffe auf; Nieren und Leber helfen bei Ausscheidung und Stoffwechsel. In der Haut und Schleimhäuten erfolgt weiterer Austausch. Bei Pflanzen erfolgt Stoffaustausch über Stomata für CO2-Aufnahme und Wasserdampfabgabe, über Wurzeln für Wasser und Mineralstoffe und über Xylem und Phloem für den Transport.

Faktoren: Rate des Stoffaustauschs hängt von Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis, Membranpermeabilität, Temperatur, Konzentrationsgradienten und Druckverhältnissen ab.

Bedeutung: Der Stoffaustausch ist grundlegend für Energiegewinnung, Zellstoffwechsel, Wachstum und Homöostase. Störungen können zu akuten oder chronischen Problemen führen.